OP-021
POTENSI BEBAN PENCEMARAN NITROGEN DARI INLET SUNGAI
KE WADUK CIRATA, JAWA BARAT
Fanny Novia
Teknik Lingkungan, Universitas Sahid e-mail: fannynovia6@gmail.com
ABSTRAK
Waduk sebagai salah satu infrastruktur kota yang memegang peranan penting dalam aspek ketahanan air perlu diperhatikan kualitasnya. Beban organik adalah salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas air waduk. Beban organik pada Waduk Cirata dapat berasal dari kegiatan budidaya keramba jaring apung dan dari masukan inlet sungai yang mengalir ke Waduk Cirata. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung beban organik nitrogen yang masuk dari sungai yang masuk ke Waduk Cirata serta mengetahui tren kualitas air sungai dari parameter amonia, nitrit dan nitrat dari inlet Sungai Citarum, Sungai Cisokan dan Sungai Cibalagung. Hasil penelitian menunjukkan rata-rata beban organik dari tahun 2011-2014 yang masuk ke Waduk Cirata dari Sungai Citarum adalah 2210,318 kg/hari, dari Sungai Cisokan adalah 855,797 kg/hari dan dari Sungai Cibalagung adalah 216,609 kg/tahun. Nilai beban organik yang masuk dari sungai tersebut dapat dikatakan cukup tinggi sehingga dikhawatirkan dapat menambah beban nitrogen dan mempengaruhi kualitas air di waduk tersebut. Oleh karena itu, dalam pengelolaan Waduk Cirata selain juga menitikberatkan pada pengendalian jumlah Keramba Jaring Apung, sebaiknya pihak pengelola waduk juga bersinergi dengan pihak pengelola sungai terhadap kualitas air inlet sungai yang masuk ke Waduk Cirata.
Kata kunci : beban organik, nitrogen, sungai, Waduk Cirata
1. PENDAHULUAN
Waduk memiliki karakteristik yang berbeda dengan badan air lainnya. Waduk menerima masukan air secara terus menerus dari sungai yang sungai yang mengalirinya. Bagian atas waduk menerima bahan organik dari aliran sungai dan kegiatan di waduk, dimana bahan organik ini mengendap sebagai sedimen dan mengalami penguraian (Freidl dan Wuest, 2010). Waduk Cirata sendiri menerima aliran dari inlet beberapa sungai, antara lain Sungai Citarum, Sungai Cikundul, Cihujang, Cihea, Cibodas, Cipeuyeum, Cisokan, Cidurang, Cibalagung, Cibolang, Cinangsi, Citamiang, Cilangkap, Cicendo, dan Cimeta.
Bahan organik merupakan salah satu pencemar yang dapat menyebabkan turunnya kualitas air di suatu badan air. Adanya kegiatan budidaya ikan dengan menggunakan Keramba Jaring Apung (KJA) menyebabkan semakin tingginya kandungan bahan organik di Waduk Cirata. Menurut Garno (2002), keberadaan KJA menyebabkan meningkatnya beban limbah organik ke dalam waduk sebanyak 145.334.000 kg/tahun. Disamping itu, menurut Irianto et al. (2012), adanya beban polutan organik yang berasal dari dalam maupun luar waduk dapat mempengaruhi kualitas air di waduk. Kualitas air dari inlet sungai juga dapat menentukan kualitas air di waduk.
Senyawa nitrogen anorganik terlarut (Dissolved Inorganic Nitrogen/DIN) di perairan merupakan salah satu senyawa polutan yang berpotensi menimbulkan penyuburan pada perairan yang dapat menimbulkan gangguan sistem perairan. Senyawa tersebut di perairan terdapat dalam tiga bentuk utama yang berada dalam keseimbangan yaitu nitrat, nitrit dan amonium.
Keberadaan nitrogen di perairan sangat dipengaruhi oleh buangan limbah cair yang berasal dari kegiatan domestik, industri, dan pemupukan (Lestari, 2014). Oleh karena itu, dilakukan penelitian untuk mengetahui besarnya beban pencemaran nitrogen yang berasal dari aliran sungai yang masuk ke Waduk Cirata. Disamping itu, dari penelitian ini juga dapat diketahui tren kualitas air sungai yang masuk ke Waduk Cirata. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran pengaruh kualitas air sungai yang masuk ke waduk terhadap kualitas air waduk.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Lokasi penelitian adalah di Waduk Cirata yang terletak di Provinsi Jawa Barat. Waduk Cirata merupakan salah satu waduk dari kaskade tiga waduk DAS Citarum. Waduk Cirata terletak diantara dua waduk lainnya, yaitu Waduk Saguling dan Waduk Jatiluhur. Secara geografis, Waduk Cirata terletak pada 107o 14’ 15’’ –
107o 22’ 03” LS dan 06o 41’ 30’’ – 06o 48’ 07”. Luas
wilayah Cirata adalah seluas 7.111 Ha dengan luas genangan sebesar 6.200 Ha.
Gambar 1. Lokasi Penelitian (Sumber: PPSDAL UNPAD, 2014)
Data yang digunakan adalah data sekunder yang diperoleh dari Badan Pengelola Waduk Cirata (BPWC) dari tahun 2011-2014. Jenis data yang dibutuhkan dalam perhitungan beban nitrogen ke waduk adalah konsentrasi amonia, nitrit dan nitrat serta debit sungai. Kemudian data-data tersebut akan dihitung untuk mendapatkan konsentrasi total nitrogen sehingga akhirnya akan diperoleh beban nitrogen. Konsentrasi total nitrogen dihitung dengan menggunakan persamaan berikut (Mihelcic, 1998):
Total Nitrogen= ( [NH3] mol NH3x mol N) + ([mol NO2] mol NO2 x mol N) + ( [NO3] mol No3 x mol N) (2.1) Dimana: [NH3] = konsentrasi amonia (mg/L)
[NO2] = konsentrasi nitrit (mg/L)
[NO3] = konsentrasi nitrat (mg/L)
Beban nitrogen dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (Chapra, 1983):
𝑊 = [𝑁]𝑥 𝑄 (2.2)
Dimana:
W = beban nitrogan (kg/hari)
[N] = konsentrasi total nitrogen (mg/L) Q = debit inlet aliran sungai (L/detik)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Tren Kualitas Air Sungai Citarum
Berdasarkan data sekunder yang didapatkan dari BPWC, tren kualitas air dari inlet Sungai Citarum menunjukkan nilai yang berfluktuatif dari tahun ke tahun. Grafik konsentrasi amonia, nitrit dan nitrat dapat dilihat pada Gambar 1, Gambar 2 dan Gambar 3. Konsentrasi tertinggi amonia ditunjukkan pada triwulan I pada tahun 2012, yaitu sebesar 0,083 mg/L.
Gambar 1. Grafik Konsentrasi Amonia dari Sungai Citarum (2011-2014)
Adanya kandungan organik berupa amonia ini dapat menyebabkan berkurangnya nilai oksigen terlarut di dalam waduk. Amonia akan teroksidasi dan bereaksi menjadi nitrit dan kemudian menjadi nitrat. Nilai nitrit
tertinggi terjadi pada triwulan III tahun 2011, yaitu sebesar 0,194 mg/L. Sedangkan nilai konsentrasi nitrat terbesar terjadi pada triwulan II tahun 2011, yaitu sebesar 3,527 mg/L.
Gambar 2. Grafik Konsentrasi Nitrit dari Sungai Citarum (2011-2014)
Gambar 3. Grafik Konsentrasi Nitrat dari Sungai Citarum (2011-2014)
3.2 Tren Kualitas Air Sungai Cisokan
Sungai Cisokan juga berpotensi untuk menyumbangkan kadar amonia, nitrit dan nitrat ke dalam Waduk Cirata Grafik konsentrasi amonia, nitrit dan nitrat dapat dilihat pada Gambar 4, Gambar 5 dan Gambar 6. Konsentrasi tertinggi amonia ditunjukkan pada triwulan II pada tahun 2012, yaitu sebesar 0,083 mg/L. Keberadaan nitrogen di perairan dapat berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik di perairan terdiri dari ion nitrit (NO2-), ion
nitrat (NO3-), ammonia (NH3) dan molekul N2 yang
larut dalam air. Kadar nitrogen yang tinggi dalam perairan dapat merangsang pertumbuhan alga secara tidak terkendali.
Konsentrasi nitrit terjadi pada triwulan III tahun 2011, yaitu sebesar 0,157 mg/L. Sedangkan nilai konsentrasi nitrat terbesar terjadi pada triwulan II tahun 2011, yaitu sebesar 6,287 mg/L. Nitrat adalah bentuk utama dari nitrogen di perairan alami dan merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga.
Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil, sedangkan nitrit biasanya ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit di perairan karena bersifat tidak stabil terhadap keberadaan oksigen. Senyawa nitrat dapat dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan (Effendi, 2003).
Gambar 4. Grafik Konsentrasi Amonia dari Sungai Cisokan (2011-2014)
Gambar 5. Grafik Konsentrasi Nitrit dari Sungai Cisokan (2011-2014)
Gambar 6. Grafik Konsentrasi Nitrat dari Sungai Cisokan (2011-2014)
3.3 Tren Kualitas Air Sungai Cibalagung
Berdasarkan data sekunder yang didapatkan dari BPWC, tren kualitas air dari inlet Sungai Cibalagung juga menunjukkan nilai yang berfluktuatif dari tahun ke tahun. Grafik konsentrasi amonia, nitrit dan nitrat dapat dilihat pada Gambar 7, Gambar 8 dan Gambar 9. Konsentrasi tertinggi amonia ditunjukkan pada triwulan II pada tahun 2012, yaitu sebesar 0,073 mg/L. Konsentrasi nitrit terjadi pada triwulan III tahun 2011, yaitu sebesar 0,867 mg/L. Sedangkan nilai konsentrasi nitrat terbesar terjadi pada triwulan I tahun 2011, yaitu sebesar 3,91 mg/L.
Gambar 7. Grafik Konsentrasi Amonia dari Sungai Cibalagung (2011-2014)
Gambar 8. Grafik Konsentrasi Amonia dari Sungai Cibalagung (2011-2014)
Gambar 9. Grafik Konsentrasi Amonia dari Sungai Cibalagung (2011-2014)
Aliran masuk dari badan sungai yang masuk ke dalam wilayah studi berasal dari Sungai Citarum, Sungai Cisokan dan Sungai Cibalagung. Debit aliran masuk rata-rata dari ketiga sungai ini cenderung berfluktuatif dari tahun ke tahun. Data sekunder yang didapatkan dari BPWC dari tahun 2011 hingga awal 2014 menunjukkan debit aliran terbesar biasanya terjadi dalam rentang waktu pada bulan Juli hingga September. Debit aliran dari masing-masing sungai dapat dilihat pada Tabel 1, Tabel 2 dan Tabel 3.
Tabel 1. Data Debit Sungai Citarum (2011-2014)
Tahu n
Debit Citarum (m3/detik)
Triwula n I Triwulan II Triwulan III Triwulan IV 2011 51,39 72,27 46,59 89,76 2012 78,66 72 34,65 109,48 2013 126,77 161,86 77,47 78,67 2014 119,79 Sumber: BPWC, 2014
Tabel 2. Data Debit Sungai Cisokan (2011-2014)
Tahu n
Debit Cisokan (m3/detik)
Triwula n I Triwulan II Triwulan III Triwulan IV 2011 11,4 26,57 5,6 20,97 2012 29,94 23,71 1,68 26,73 2013 39,46 33,33 17,77 22,07 2014 47,24 Sumber: BPWC, 2014
Tabel 3. Data Debit Sungai Cibalagung (2011-2014)
Tahu n
Debit Cibalagung (m3/detik)
Triwula n I Triwulan II Triwulan III Triwulan IV 2011 2,51 2,25 0,86 2,63 2012 29,94 23,71 1,68 26,73 2013 2,58 0,31 0,26 1,87 2014 16,16 Sumber: BPWC, 2014
3.4 Potensi Beban Pencemaran Nitrogen
Perhitungan potensi beban pencemaran oleh nitrogen sangat dibutuhkan untuk memprediksi massa nitrogen yang masuk dari inlet sungai ke Waduk Cirata. Salah satu pemanfaatan Waduk Cirata adalah untuk sarana budidaya ikan menggunakan sistem Keramba Jaring Apung, dimana senyawa nitrogen merupakan salah satu limbah yang akan dihasilkan dari kegiatan ini. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Garno (2002) menunjukkan bahwa keberadaan kerama jaring apung ini menyebabkan meningkatnya beban limbah organik ke dalam waduk sebanyak 145.334.000 kg per tahun.
Selain bersumber dari kegiatan budidaya ikan, nitrogen juga bersumber dari inlet sungai yang masuk ke Waduk Cirata. Beberapa sungai utama, yait u Sungai Citarum, Sungai Cibalagung dna Sungai Cisokan mempunyai potensi untuk menyumbang kada nitrogen ke Waduk Cirata dan dapat menambah beban pencemaran nitrogen pada waduk tersebut. Besaran beban nitrogen yang berasal dari inlet Sungai Citarum dapat dilihat pada Tabel 4. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa beban nitrogen tertinggi ada pada triwulan I pada tahun
2013, yaitu di sekitar bulan Januari-Maret. Pada triwulan I tahun 2012 ini, konsentrasi total nitrogen lebih besar dan debit yang masuk dari Sungai Citarum juga lebih besar karena musim hujan. Hal ini menyebabkan beban nitrogen yang masuk menjadi lebih besar dibandingkan waktu yang lain.
Tabel 4. Beban Nitrogen dari Inlet Sungai Citarum
Thn Triwulan Total N (mg/L) Q (L/detik) W (kg/hari) 2011 I 0,824 51390 3657,958 II 0,810 72270 5057,232 III 0,492 46590 1980,034 IV 0,286 89760 2220,131 2012 I 0,231 78660 1572,479 II 0,059 72000 365,473 III 0,138 34650 412,441 IV 0,417 19480 702,634 2013 I 0,620 126770 6789,030 II 0,226 161860 3158,667 III 0,067 77470 447,897 IV 0,163 78670 1111,002 2014 I 0,122 119790 1259,152 Rata-Rata 2210,318
Sungai berikutnya yang menyumbang debit cukup besar adalah Sungai Cisokan. Beban nitrogen tertinggi terjadi pada triwulan II pada tahun 2011. Debit yang ditunjukkan pada triwulan ke 2 tahun 2011 masih tergolong cukup besar dan disertai dengan konsentrasi total nitrogen yang tinggi yaitu 1,4 mg/L, maka beban nitrogen yang dihasilkan cukup tinggi adalah 3304,789 kg/hari. Besaran beban nitrogen yang berasal dari inlet Sungai Cisokan dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Beban Nitrogen dari Inlet Sungai Cisokan
Thn Triwulan Total N (mg/L) Q (L/detik) W (kg/hari) 2011 I 0,683 11400 672,924 II 1,440 26570 3304,789 III 0,304 5600 147,071 IV 0,238 20970 430,397 2012 I 0,464 29940 1201,333 II 0,087 23710 179,087 III 0,177 1680 25,724 IV 0,493 26730 1138,932 2013 I 0,746 39460 2543,559 II 0,170 33330 488,952 III 0,102 17770 156,218 IV 0,206 22070 393,584 2014 I 0,108 47240 442,787 Rata-Rata 855,797
Sungai Cibalagung memiliki debit aliran yang lebih kecil jika dibandingkan dengan Sungai Citarum dan Sungai Cisokan. Beban nitrogen terbesar terjadi pada triwulan IV tahun 2012, yaitu sebesar 1083,052 kg/hari. Besaran beban nitrogen yang berasal dari inlet Sungai Cisokan dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Beban Nitrogen dari Inlet Sungai Cibalagung Thn Triwulan Total N (mg/L) Q (L/detik) W (kg/hari) 2011 I 0,901 2510 195,286 II 0,389 2250 75,699 III 0,447 860 33,224 IV 0,731 2630 166,217 2012 I 0,211 29940 544,671 II 0,111 23710 228,138 III 0,327 1680 47,486 IV 0,469 26730 1083,052 2013 I 0,907 2580 202,161 II 0,736 310 19,714 III 0,006 260 0,138 IV 0,122 1870 19,754 2014 I 0,144 16160 200,371 Rata-rata 216,609 4. KESIMPULAN
Potensi beban pencemaran nitrogen dari inlet sungai ke Waduk Cirata terbesar berasal dari Sungai Citarum, yaitu dengan rata-rata 2210,318 kg/hari. Pencemaran yang terjadi di sepanjang aliran sungai akan sangat mempengaruhi kualitas air air di Waduk Cirata. Beban pencemaran nitrogen yang disebabkan oleh kegiatan budidaya ikan di waduk tersebut menunjukkan angka yang sangat tinggi, ditambah lagi dengan beban nitrogen yang berasal dari inlet sungai dikhawatirkan akan semakin memperburuk keadaan kualitas air di Waduk Cirata.
Hal ini menunjukkan bahwa keadaan kualitas air pada Waduk Cirata tidak hanya dipengaruhi oleh faktor-faktor yang ada di Waduk Cirata seperti dari kegiatan keramba jaring apung, namun juga dipengaruhi oleh faktor-faktor yang ada di luar waduk seperti aliran air dari inlet sungai. Oleh karena itu, pendekatan secara sistemik sangat dibutuhkan dalam melihat suatu permasalahan lingkungan. Pengelolaan Waduk Cirata tidak bisa hanya berfokus pada kegiatan yang ada di Waduk Cirata saja, namun juga harus bersinergi dengan pihak pengelolaan Sungai Citarum, Sungai Cibalagung dan Sungai Cisokan. Dengan adanya pengelolaan secara holistik, maka diharapkan kualitas air waduk sebagai salah satu infrastruktur kota dalam aspek ketahanan air dapat dijaga kualitasnya.
DAFTAR PUSTAKA
Chapra, Steven.C., 1997. Surface Water Quality Modelling. Mc Graw Hill Book Inc, NewYork Friedl, G dan Wuest, A (2010): Human-Made Lakes and Reservoirs: The Impact of Physical Alterations. Vol. III pp: 5-6
Garno, Yudhi Soetrisno (2002): Beban Pencemaran Limbah Perikanan Budidaya dan Yutrofikasi Di Perairan Waduk pada DAS Citarum. Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol. 3, No. 2, Mei 2002: 112-120
Irianto, Eko W., Triweko, R. Wahyudi dan Sudjono, Priana (2012): Simulation Analysis to Utilize Hypolimnetic Withdrawal Tchnique for Eutrophication Control in Tropical Reservoir (Case Study: Jatiluhur Reservoir, Indonesia. International Journal of Environmental and Resources Vol. 1 Iss.2
Lestari, Febrianti. 2014. Sebaran Nitrogen Anorganik Terlarut di Perairan Pesisir Kota Tanjungpinang, Kepulauan Riau. Jurnal Dinamika Maritim Volume IV (2) 88-96 Mihelcic, James R. 1998. Fundamentals of
Enviromental Engineering. John Wiley & Sons, Inc. New York
